Analiza składu kamieni moczowych

• Authors: Aleksandra Brewczyńska , Sławomir Lewicki

Title variants

EN

An analysis of the composition of kidney stones

• Languages of publication: PL EN

Abstracts

PL

Występowanie kamieni w układzie moczowym pacjenta to objaw zachodzącego procesu chorobowego, w efekcie którego dochodzi do wytrącania związków chemicznych i formowania się złogów. Szacuje się, że formowanie się kamieni dotyczy nawet 10% populacji, a znalezienie pierwszego złogu wiąże się z 25-procentowym prawdopodobieństwem nawrotu ich formowania w okresie 10 lat. Wobec tego z punktu widzenia diagnostyki bardzo ważna jest analiza każdego złogu wydalonego samoistnie lub usuniętego operacyjnie. Szczegółowe określenie struktury i składu chemicznego kamieni pozwala ustalić przyczynę ich powstawania, wybrać właściwą metodę leczenia oraz zmodyfikować dietę chorego, a co za tym idzie – zapobiec nawrotom formowania złogów. Znanych jest wiele sposobów badania kamieni moczowych, takich jak: jakościowa analiza chemiczna, mikroskopia polaryzacyjna, skaningowa mikroskopia elektronowa, spektroskopia w podczerwieni i tomografia komputerowa. W niniejszej pracy omówiono techniki analizy kamieni moczowych ze wskazaniem wad i zalet każdej z nich. W obecnym stanie wiedzy najskuteczniejsza wydaje się zwłaszcza spektroskopia w podczerwieni – jako szybka i precyzyjna metoda pomiarowa. Należy jednak pamiętać, że w diagnostyce kluczowe znaczenie ma podejście kompleksowe, a więc stosowanie kilku różnych metod badawczych, gdyż tylko ich równoczesne wykorzystanie pozwala porównać otrzymane wyniki i uzyskać pełną informację o stanie chorego. Współcześnie w celu usprawnienia identyfikacji złogów i szybkiego wdrożenia odpowiedniej terapii badacze poszukują nowych, innowacyjnych metod badania kamieni moczowych, takich jak nanoskalowa cytometria przepływowa. Prace nad udoskonaleniem aktualnie stosowanych oraz poszukiwanie nowych – szybkich i skutecznych – technik badawczych dają nadzieję na wytypowanie jednej unikalnej metody, kompleksowo oceniającej kamień pobrany od pacjenta.

EN

The presence of stones in the patient’s urinary tract is a sign of a disease process leading to the precipitation of chemical compounds and formation of deposits. It is estimated that kidney stone formation affects up to 10% of population, and the first identified deposit is associated with 25% risk of recurrence within 10 years. Therefore, it is very important from the diagnostic point of view to analyse every spontaneously excreted or surgically removed stone. Precise determination of the structure and chemical composition of stones allows to identify the reasons of their formation, choose appropriate treatment method and modify patient’s diet, and thus prevent recurrence. A number of methods have been developed for the analysis of urinary stones, such as qualitative chemical analysis, polarised light microscopy, scanning electron microscopy, infrared spectroscopy and computed tomography. The paper discusses different analytic techniques for the evaluation of kidney stones, including their advantages and limitations. In the current state of knowledge, infrared spectroscopy seems to be the most effective, rapid and precise measuring technique. It should be noted, however, that a comprehensive approach, i.e. the use of several different techniques, is of key importance in the diagnosis, as only their simultaneous use allows to compare the obtained results and obtain full information about the patient’s condition. Innovative methods for the analysis of kidney stones, such as nanoscale flow cytometry, are currently sought to improve deposit identification and rapid implementation of appropriate treatment. Works to improve the currently used techniques as well as the search for new quicker and more effective methods give rise to hopes that a single unique method for a comprehensive assessment of stones collected from patients will be selected.

Keywords

EN

diagnostyka; kamienie moczowe; spektroskopia w podczerwieni; tomografia komputerowa

Discipline

• MEDICINE: MEDICINE

• Publisher: Medical Communications
• Journal: Pediatria i Medycyna Rodzinna
• Year: 2018
• Volume: 14
• Issue: 2
• Pages: 125–132

Contributors

author

Aleksandra Brewczyńska

• Zakład Medycyny Regeneracyjnej i Biologii Komórki, Wojskowy Instytut Higieny i Epidemiologii im. Generała Karola Kaczkowskiego, Warszawa, Polska

author

Sławomir Lewicki

• Zakład Medycyny Regeneracyjnej i Biologii Komórki, Wojskowy Instytut Higieny i Epidemiologii im. Generała Karola Kaczkowskiego, Warszawa, Polska

References

• 1. Türk CT, Knoll T, Petrik A et al.: Guidelines on Urolithiasis. European Association of Urology, Arnhem 2013.
• 2. Penido MGMG, Tavares Mde S: Pediatric primary urolithiasis: symptoms, medical management and prevention strategies. World J Nephrol 2015; 4: 444–454.
• 3. Shah J, Whitfield HN: Urolithiasis through the ages. BJU Int 2002; 89: 801–810.
• 4. Pawlikowski M: Kryształy w organizmie człowieka. Wyd. Secesja, Kraków 1993: 82–89.
• 5. Romero V, Akpinar H, Assimos DG: Kidney stones: a global picture of prevalence, incidence, and associated risk factors. Rev Urol 2010; 12: e86–e96.
• 6. Shabsoug B: Qualitative analysis of kidney stones by one wet chemical method for patients in Al-Qasseem area in Kingdom of Saudi Arabia. J Chem Soc Pakistan 2003; 25: 334–336.
• 7. Kasidas GP, Samuell CT, Weir TB: Renal stone analysis: why and how? Ann Clin Biochem 2004; 41: 91–97.
• 8. Tiselius HG: The role of calcium phosphate in the development of Randall’s plaques. Urolithiasis 2013; 41: 369–377.
• 9. Kustov AV, Moryganov MA, Strel’nikov AI et al.: [Quantitative mineralogical analyzes of kidney stones and diagnosing metabolic disorders in female patients with calcium oxalate urolithiasis]. Urologiia 2016; (1): 11–15.
• 10. Hashim IA, Zawawi TH: Wet vs. dry chemical analysis of renal stones. Ir J Med Sci 1999; 168: 114–118.
• 11. Primiano A, Persichilli S, Gambaro G et al.: FT-IR analysis of urinary stones: a helpful tool for clinician comparison with the chemical spot test. Dis Markers 2014; 2014: 176165.
• 12. Singh I: Renal geology (quantitative renal stone analysis) by ‘Fourier transform infrared spectroscopy.’ Int Urol Nephrol 2008; 40: 595–602.
• 13. Nouvenne A, Meschi T, Guerra A et al.: Dietary treatment of nephrolithiasis. Clin Cases Miner Bone Metab 2008; 5: 135–141.
• 14. Tiselius HG: Epidemiology and medical management of stone disease. BJU Int 2003; 91: 758–767.
• 15. Prien EL, Frondel C: Studies in urolithiasis: I: The composition of urinary calculi. J Urol 1947; 57: 949–991.
• 16. Huber M, Blicharska E, Muraczyńska B et al.: Zastosowanie mikroskopii elektronowej i optycznej w badaniach biomedycznych. In: Forum – Innowacyjne Materiały, Lublin, 18–19 czerwca 2013 r.: 165–166.
• 17. Huber MA: Mathematics planimetry map model of diversity and petrology in the Kandalaksha part of Lapland Granulite Belt (Kola Peninsula, NW Russia). J Biol Earth Sci 2014; 4: E61–E83.
• 18. Blicharska E, Muraczyńska B, Huber M: Możliwości zastosowania skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) z przystawką EDS w badaniach materiału biologicznego. In: „Innowacje w Praktyce”: konferencja – warsztaty – wystawa – spotkania panelowe, Centrum Innowacji Naukowo-Edukacyjnych, Lublin 2014: 49.
• 19. Basiri A, Taheri M, Taheri F: What is the state of the stone analysis techniques in urolithiasis? Urol J 2012; 9: 445–454.
• 20. Goldstein JI, Newbury DE, Michael JR et al.: Scanning Electron Microscopy and X-Ray Microanalysis. 4th ed., Springer Science & Business Media, 2018.
• 21. Keshavarzi B, Ashayeri NY, Moore F et al.: Mineralogical composition of urinary stones and their frequency in patients: relationship to gender and age. Minerals 2016; 6: 131.
• 22. Krysztof M: Detekcja sygnału i technika obrazowania w skaningowym mikroskopie elektronowym w zakresie niskiej próżni. Rozprawa doktorska, Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki, Wrocław 2010.
• 23. Nadal A, Sul JY, Valdeolmillos M et al.: Albumin elicits calcium signals from astrocytes in brain slices from neonatal rat cortex. J Physiol 1998; 509: 711–716.
• 24. Jones EG: Microcolumns in the cerebral cortex. Proc Natl Acad Sci U S A 2000; 97: 5019–5021.
• 25. Buldyrev SV, Cruz L, Gomez-Isla T et al.: Description of microcolumnar ensembles in association cortex and their disruption in Alzheimer and Lewy body dementias. Proc Natl Acad Sci U S A 2000; 97: 5039–5043.
• 26. Dajani AM, Abu Khadra AL, Baghdadi FM: Urolithiasis in Jordanian children. A report of 52 cases. Br J Urol 1988; 61: 482–486.
• 27. Ekeruo WO, Tan YH, Young MD et al.: Metabolic risk factors and the impact of medical therapy on the management of nephrolithiasis in obese patients. J Urol 2004; 172: 159–163.
• 28. Traxer O, Huet B, Poindexter J et al.: Effect of ascorbic acid consumption on urinary stone risk factors. J Urol 2003; 170: 397–401.
• 29. Qiao T, Ma RH, Luo XB et al.: A microstructural study of gallbladder stones using scanning electron microscopy. Microsc Res Tech 2013; 76: 443–452.
• 30. Kęcki Z: Podstawy spektroskopii molekularnej. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1998.
• 31. Tarsa M: Spektroskopia w podczerwieni. Uniwersytet Jagielloński, Collegium Medicum, Katedra Chemii Organicznej.
• 32. Silverstein RM, Webster FX, Kiemle DJ: Spektroskopowe metody identyfikacji związków organicznych. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2012.
• 33. Sadlej J: Spektroskopia molekularna. Wydawnictwa Naukowo- -Techniczne, Warszawa 2002.
• 34. Benramdane L, Bouatia M, Idrissi MOB et al.: Infrared analysis of urinary stones, using a single reflection accessory and a KBr pellet transmission. Spectrosc Lett 2008; 41: 72–80.
• 35. Chen TT, Wang C, Ferrandino MN et al.: Radiation exposure during the evaluation and management of nephrolithiasis. J Urol 2015; 194: 878–885.
• 36. Gavin CT, Ali SN, Tailly T et al.: Novel methods of determining urinary calculi composition: petrographic thin sectioning of calculi and nanoscale flow cytometry urinalysis. Sci Rep 2016; 6: 19328.

• Document Type: article